SU819955A1

SU819955A1 - Quick-action analogue-digital converter

Info

Publication number: SU819955A1
Application number: SU792764672A
Authority: SU
Inventors: Роман Вячеславович Боднар; Александр Федорович Денисов
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6856
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1979-05-10
Publication date: 1981-04-07

Description

(54) ББ1СТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(54) BB1 HARDWARE ANALOG-DIGITAL CONVERTER

1one

Изобретение относитс к области радиоэлектроники и может быть использовано в измерительной и вычислительной технике.The invention relates to the field of radio electronics and can be used in measuring and computer engineering.

Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), в котором аналоговый сигнал записываетс на мишени запоминающей электроннолучевой трубки (ЗЭЛТ), с которой затем считываетс растром телевизионного типа и преобразуетс в код. Использование ЗЭЛТ в АЦП позвол ет преобразовывать в код однократные процессы мксек и нсек диапазонов 1. Недостатками данного АДП вл ютс невысокие быстродействие и надежность.An analog-to-digital converter (ADC) is known, in which an analog signal is recorded at a target storage tube (ZELT) target, from which it is then read into a raster of a television type and converted into a code. The use of ZELTs in ADCs allows one-way microsecond and nsec 1-bit processes to be converted into code. The disadvantages of this ADP are low speed and reliability.

Целью изобретени вл етс повышение быстродействи и надежности АЦП.The aim of the invention is to increase the speed and reliability of the ADC.

Поставленна цель достигаетс тем, что в предложенный АЦП, содержащий согласующий блок, вычислительный блок, дополнительно введены п компараторов, соответствующих оси ординат на туннельных диодах п блоков управлени соответствующих оси ординат, п шифраторов, генератор пилообразного напр жени , m компараторов, соответствующих оси абцисс на туннельных диодах , m блоков управлени , соответствующихThe goal is achieved by adding n comparators corresponding to the ordinate axis on tunnel diodes and n control blocks corresponding to the ordinate axis, n encoders, sawtooth generator, m comparators corresponding to the abscissa axis tunnel diodes, m control blocks, corresponding to

оси абцисс, m групп линий задержек по К линий задержек в каждой m (1 + к) п элементов И, т(1+к) регистров оперативной пам ти и блок перезаписи. Первые входы компараторов, соответствующих оси ординатabscissa axis, m groups of delay lines by K delay lines in each m (1 + k) n elements I, t (1 + k) of the RAM registers and rewriter block. The first inputs of the comparators corresponding to the y-axis

объединены и подключены к выходу согласующего блока, BTOpbie входы компараторов, соответствующих оси ординат, подключены к первым выходам соответствующих блоков управлени , вторые выходы которых подключены к управл ющим входам соответствующих шифраторов, а входы блоков управлени подключены к управл ющим выходам блока перезаписи. Первые входы компараторов , соответствующих оси абцисс, объединены и подключены к выходу генератора пилообразного напр жени , запускающий вход которого подключен д выходу синхроимпульсов согласующего блока. Вторые входы компараторов, соответствующих оси абцисс , подключены к соответствующим блокам управлени , соответствующим оси абцисс , а выходы компараторов, соответствующих оси абцисс, подключены к входам соответствук )щих групп линий задержек, выходы которых, а также выход каждого компаратора , соответствующего оси абцисс, подключены к соответствующим оси абцисс входам соответствующих элементов И. п входы соответствующие оси ординат, объединены и подключены к выходам компараторов, соответствующих оси ординат, а п управл ющих выходов элементов И подключены к п управл ющим входам соответствующих регистров оперативной пам ти, п информационных входов которых подключены к выходам соотг ветствующих щифраторов. Информационные выходы регистров подключены к соответствующим входам блока перезаписи, сигнальные выходы которого подключены к входу вычислительного блока, m (1+к) информационных выхода блока перезаписи подключены к группам информационных входов блока перезаписи регистров оперативной пам ти . Управл ющий вход конца записи подключен к управл ющему входу генератора пилообразного напр жени .combined and connected to the output of the matching unit, the BTOpbie inputs of the comparators corresponding to the axis of ordinates are connected to the first outputs of the corresponding control blocks, the second outputs of which are connected to the control inputs of the corresponding encoders, and the inputs of the control blocks are connected to the rewriter block. The first inputs of the comparators corresponding to the axis of the abscissas are combined and connected to the output of the sawtooth generator, the triggering input of which is connected to the output of the clock pulses of the matching unit. The second inputs of the comparators corresponding to the x-axis are connected to the corresponding control units corresponding to the x-axis, and the outputs of the comparators corresponding to the x-axis are connected to the inputs of the corresponding delay line groups, the outputs of which, as well as the output of each comparator corresponding to the x-axis, are connected to the corresponding axis of the abscissas, the inputs of the corresponding elements I., the inputs corresponding to the axis of ordinates are combined and connected to the outputs of the comparators corresponding to the axis of ordinates, and n of the control outputs And elements are connected to the control inputs of the corresponding RAM registers, and whose information inputs are connected to the outputs of the corresponding recorders. The information outputs of the registers are connected to the corresponding inputs of the rewriting unit, the signal outputs of which are connected to the input of the computing unit, m (1 + k) information outputs of the rewriting unit are connected to groups of information inputs of the rewriting unit of the RAM registers. The control input of the recording end is connected to the control input of the sawtooth generator.

На чертеже приведена структурна схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Быстродействующий АЦП содержит согласующий блок 1, компараторов 2, 3, соответствующих оси ординат, на туннельных диодах п блоков управлени 4, 5, соответствующих оси ординат, п схем щифраторов 6, 7, генератор пилообразного напр жени 8, m компараторов 9, 10, соответствующих оси абцисс на туннельных диодах, ш блоков управлени 11, 12, соответствующих оси абцисс m групп линий задержек 13-18 по К линий задержки, в каждой, m (1+К) « элементов И 19-22, т(1+/С) регистров оперативной пам ти 23-26, блок перезаписи 27 и вычислительный блок 28.The high-speed ADC contains matching unit 1, comparators 2, 3, corresponding to the axis of ordinates, on tunnel diodes and control units 4, 5, corresponding to the axis of ordinates, n diagrams of diameters 6, 7, sawtooth generator 8, m comparators 9, 10, corresponding to abscissa axis on tunnel diodes, w control units 11, 12, corresponding to abscissa axis m groups of delay lines 13–18 along K of delay lines, each, m (1 + K) "And 19-22 elements, t (1 + / С ) RAM registers 23-26, rewriting unit 27 and computing unit 28.

Исследуемый сигнал с выхода согласующего устройства поступает на первые входы компараторов, соответствующих оси ординат . Ранее сформированный в согласующем устройстве синхроимпульс запускает генератор 8. Генератор 8 формирует пилообразные импульсы, врем нарастани которых равно времени спада и которые подаютс на входы компараторов, соответствующих оси абцисс. Опорные напр жени компараторов соответствующих оси абцисс, также как и компараторов, соответствующих оси ординат , с увеличением номера компаратора увеличиваетс на посто нную величину (щаг дискретизации). Дл уменьщени временного масщтаба используютс высокочастотные линии задержки, которые объединены в группы таким образом, что задержки последующей линии задержки больще задержки предыдущей линии задержки на выбранный временный щаг (щаг дискретизации по оси X). Входы групп линий задержек подключены к выходам соответствующих компараторов . Генератор 8 компараторы, соответствующие оси абцисс, на туннельных диодах и высокочастотные линии задержки позвол ют получать минимальный щаг дискретизации на прот жении любого времени.The analyzed signal from the output of the matching device is fed to the first inputs of the comparators corresponding to the ordinate axis. The sync pulse previously formed in the matching device starts the generator 8. The generator 8 generates sawtooth pulses, the rise time of which is equal to the decay time and which are fed to the inputs of the comparators corresponding to the axis of abscissas. The reference voltages of the comparators of the corresponding axis of the abscissas, as well as those of the comparators corresponding to the axis of ordinates, increase with the number of the comparator by a constant value (sampling point). To reduce the time scale, high-frequency delay lines are used, which are grouped in such a way that the delays of the subsequent delay line are greater than the delay of the previous delay line by the selected time slot (X axis sampling step). The inputs of the delay line groups are connected to the outputs of the respective comparators. The generator 8 comparators corresponding to the axis of the abscissas on tunnel diodes and high-frequency delay lines make it possible to obtain the minimum sampling rate for any time.

т. е. преобразовывать в код любые длительности исследуемых импульсов. При достижении исследуемого сигнала на входе компараторов , соответствующего оси ординаты по амплитуде уровн срабатывани компараторов , импульсы срабатывани с выходов соответствующих компараторов поступают на входы элементов И и при совпадении по времени с одним из импульсов, поступающих с выходов компараторов, соответствующих оси абцисс, или линий задержек на вторыеthat is, convert any pulse durations into a code. When the computed signal at the input of the comparators reaches the corresponding axis of the amplitude of the response of the comparators, the pulses from the outputs of the corresponding comparators are fed to the inputs of the elements And when they coincide with one of the pulses from the outputs of the comparators corresponding to the axis of the abcissa or delay lines on the second

входы элементов И, срабатывает соответствующий элемент И, который в регистре данной временной метки открывает входной коммутатор данного компаратора, соответствующий оси ординат, , и код мгновенного the inputs of the elements And, the corresponding element And is triggered, which in the register of this timestamp opens the input switch of this comparator corresponding to the ordinate axis, and the code of the instantaneous

значени амплитуды исследуемого сигнала, фиксируемый данным компаратором, из щифратора этого компаратора переписываетс в данный регистр. При срабатывании какогонибудь элемента И импульсом срабатывани , который по вл етс на выходе этогоthe amplitude values of the signal under investigation, fixed by this comparator, from the tuner of this comparator is rewritten into this register. When any element triggers AND is triggered by a trigger that appears at the output of this

элемента, блокируютс все остальные элементы и, таким образом, в регистр может быть записан только код одного щифратора . Длительность импульсов компарации, которые формируютс на выходах компараJ торов, соответствующих оси абцисс и ординат и временные интервалы, формируемые лини ми задержки, выбираютс с таким расчетом , что импульс компарации, всегда совпадает по времени, если не с последующим импульсом временной щкалы, то с предыдущим. Провалы исключены. Это, обеспечивает регистрацию кода каждого мгновенного значени исследуемого сигнала, фиксируемого компараторами, соответствующими оси ординат. Коды регистров оперативной пам ти контролируютс блоком перезаписи. После срабатывани какого-нибудь компаратора соответствующего оси ординат или группы компараторов, соответствующих оси ординаты и записи соответствующих кодов мгновенных значений напр жений исследуемогоelement, all other elements are blocked and, thus, only the code of one flush can be written to the register. The duration of the comparative pulses, which are formed at the outputs of the comparators corresponding to the axis of the abscissas and ordinates and the time intervals formed by the delay lines, are chosen so that the comparative pulse always coincides in time, if not with the subsequent time pulse, then with the previous one. . Dips are excluded. This ensures the registration of the code of each instantaneous value of the signal under study, fixed by comparators corresponding to the axis of ordinates. The codes of the memory registers are controlled by the rewrite unit. After triggering any comparator of the corresponding ordinate axis or group of comparators corresponding to the ordinate axis and recording the corresponding codes of the instantaneous values of the voltages under study

0 сигнала в регистры оперативной пам ти, этот компаратор или группа компараторов, соответствующих оси ординат, перевод тс на новый уровень срабатывани при помощи соответствующих блоков управлени , на управл ющие входы которых от блока nepes записи поступают сигналы, указывающие характер изменени исследуемого сигнала , (рост или спад мгновенных значений напр жени ). Блоком управлени также измен етс и код соответствующего щифратора.0 signals to the memory registers, this comparator or group of comparators corresponding to the ordinate axis, are transferred to a new level of operation using the appropriate control units, the control inputs of which from the nepes block receive signals indicating the nature of the change of the signal under study (growth or a drop in instantaneous voltage values). The control unit also changes the code of the corresponding tweeter.

Новый код щифратора соответствует новому уровню срабатывани соответствующего компаратора. Таким же образом измен ютс и уровни срабатывани компараторов, соответствующих оси абцисс, при помощи соответствующих блоков управлени соответствующих оси абцисс. Только здесь не указываетс характер изменени сигнала на входах компараторов. Коды временных меток в регистры оперативной пам ти заноситThe new code of the equalizer corresponds to the new level of operation of the corresponding comparator. In the same way, the trigger levels of the comparators corresponding to the x-axis are changed using the corresponding control blocks of the respective x-axis. Only here the nature of the signal change at the inputs of the comparators is not indicated. Timestamp codes in memory registers are entered

блок перезаписи, который измен ет их в соответствии с количеством сформированных пилообразных импульсов. После записи кодов исследуемого сигнала во все чейки пам ти внешнего вычислительного блока, блок перезаписи вырабатывает импульс «Конец записи, который переводит генератор 8 в ждущий режим. АПЦ готово к следующему преобразованию.a rewrite unit that changes them according to the number of sawtooth pulses formed. After recording the codes of the signal under investigation into all cells of the memory of the external computing unit, the rewriting unit generates a “End of recording” pulse, which puts the generator 8 into the standby mode. The AOC is ready for the next conversion.

Перед преобразованием и записью кодов исследуемого сигнала в пам ть вычислительного блока и после его записи производитс калибровка АЦП калибровочными импульсами от внешнего калибратора. Вычислительный блок на основании преобразовани АЦП калибровочных импульсов производ т коррекцию преобразовани исследуемого сигнала и необходимого дл оператора или последующих устройств обработку записанной и скорректированной информации.Before converting and recording the codes of the signal under study into the memory of the computing unit and after recording it, the ADC is calibrated with calibration pulses from an external calibrator. The computational block, based on the calibration of the ADC calibration pulses, corrects the conversion of the signal under investigation and the processing of the recorded information necessary for the operator or subsequent devices.

Врем переключени туннельных диодов находитс в пикосекундном диапазоне, что позвол ет преобразовывать сигналы нанои микросекундного диапазонв.The switching time of the tunnel diodes is in the picosecond range, which allows the signals of the nano and microsecond range to be converted.

Исключение ЗЭЛТ повышает быстродействие и надежность АЦП.Excluding ZELT increases the speed and reliability of the ADC.

Claims

1. Transient meter R 79 12 HELL - Tektronix Catalog, 1979 (prototype).

fji